Nachhaltigkeit am Beispiel der Wertschöpfungskette Biomedizin

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1 BMBF Nachhaltigkeitsforum Berlin 4. Oktober 2005 Nachhaltigkeit am Beispiel der Wertschöpfungskette Biomedizin Prof. Dr. Günter Stock

2 Δ 1 -Dehydrierung in der Glucocorticoid Synthese Optimierung eines zentralen Reaktionsschritts bei der Herstellung von Glucocorticoiden OAc OH Fluocortolon HO O H Fluocortolon A Acetat HO O H O F Hydrocortison HO OH O OH Δ 1 Dehydrierung Bacillus sphaericus O F Prednisolon HO OH O OH O O Fermentatives Produktionsverfahren Niedrige Substratkonzentration, lange Laufzeit Hoher Optimierungsbedarf WO 03/ A2 1

3 Überexpression bakterieller Δ 1 -Dehydrogenasen Optimierung eines zentralen Reaktionsschritts bei der Herstellung von Glucocorticoiden OH Bacillus sphaericus O HO O OH Hydrocortison WILLI HO OH O OH Überexpression B.sphaericus Δ 1 -Dehydrogenase WILLI product / starting material [ % ] t [ h ] Willi HC Willi Pln O B.sphaericus HC B.sphaericus Pln Prednisolon Erhöhung der Raum-Zeit-Ausbeute um einen Faktor von 5 10 WO 03/ A2 2

4 Versuchstierabgaben an Nutzer in den Jahren Affe Schwein Hund Sonstige Kaninchen Meerschw. Hamster Ratte Maus

5 Development of the Pharma World Market (over( the years) Total Market (all financial Data in US $ (min) WW Rx & OTC Sales by Therapy Area Main categories Blood Agents Cardiovascular Central Nervous System Dermatology Endocrine Gastro-Intestinal Genito-Urinary Musculoskeletal Oncology & Immunomodulators Respiratory Sensory Organs Systemic Anti-Infectives Various Other Rx & OTC Pharma Total WW Rx & OTC Sales

6 Birth of an Industry 1953 DNA structure proposed by James Watson and Francis Crick 1960 Arthur Kornberg synthesizes DNA in vitro 1970 Hamilton Smith and Kent Wilcox isolate the first restriction enzyme 1971 The first biological engineering company, Cetus, founded 1972 Paul Berg uses a restriction enzyme to form a hybrid circular molecule 1973 Stanley Cohen and Herbert Boyer develop DNA cloning and recombinant DNA 1976 Robert Swanson and Herbert Boyer found Genentech 1977 Genentech clones the hormone somatostatin in bacteria, the first cloning of a protein using a synthetic recombinant gene 1978 Biogen founded, now the oldest independent biotech company Genentech and City of Hope National Medical Center announce the successful production of human insulin 1980 Amgen founded Leroy Hood and Mike Hunkapiller develop protein sequencer Fred Sanger and colleagues develop the shotgun method for sequencing genomes Kary Mullis invents the polymerase chain reaction 2002 Over 200,000 jobs exist across 4,000 biotech companies worldwide (Ernst & Young) 5 Source: E. Russo, Nature Vol. 421, 2003

7 Thematische Ausrichtung der Forschungsfinanzierung in USA Forschungsfinanzierung a) in den USA nach thematischer Ausrichtung (Summe Wissenschaft und Wirtschaft, in Mrd. US-$ zu Preisen von 2000) 6 Quelle: Technologie und Qualifikation für neue Märkte, ergänzender Bericht zur technologischen Leistungsfähigkeit Deutschlands , Hrsg. BMBF

8 Biologics as Growth Drivers Year % (36 US $ billion) Biologics 90% (315 US $ billion) Rest of Worldwide Pharma Market Worldwide Pharma Market (Rx&OTC): CAGR of 9 % ( ) Biologics: CAGR of 16 % ( ) Year % (77 US $ billion) Biologics 86% (459 US $ billion) Rest of Worldwide Pharma Market 7 CAGR = Compound Annual Growth Rate Source: Evaluate Pharma 2003

9 Market Forecast for Biopharmaceuticals 8 Quelle: Wood Mackenzie, 2004

10 Die forschenden Arzneimittelhersteller als Wirtschaftsfaktor Die pharmazeutische Industrie gehört zu den wenigen forschungsintensiven Branchen in Deutschland und stellt eine Zukunftsbranche dar. Die pharmazeutische Industrie weist eine hohe Dynamik in der Entwicklung von Wertschöpfung und Beschäftigung auf. Jeder neue Arbeitsplatz bei einem Arzneimittelhersteller in Deutschland stiftet einen weiteren in einer anderen Branche. Und jeder Euro Wertschöpfung bringt 1,90 Euro Wertschöpfung für die Volkswirtschaft. Quelle: VFA-Informationskampagne, VFA-Präsentation mit gesundheits- und wirtschaftspolitischen Themen, August

11 Die Pharmazeutische Industrie gehört zu den produktivsten und leistungsfähigsten Branchen in Deutschland Netto-Wertschöpfung je Beschäftigten in Tausend Euro (2002) Pharmazeutische Industrie Chemische Industrie 1) Maschinenbau Verarbeitendes Gewerbe insgesamt Elektrotechnik 2) Baugewerbe 1) einschl. pharmazeut. Industrie 2) Büromaschinen, DV-Geräte, Elektrotechnik Quelle: Statistisches Bundesamt Quelle: VFA-Informationskampagne, VFA-Präsentation mit gesundheits- und wirtschaftspolitischen Themen, August

12 Die Pharmaindustrie induziert erhebliche Wertschöpfungs- und Beschäftigungseffekte in anderen Wirtschaftsbereichen 200 Index 150 Pharmaindustrie 100 Andere Branchen 50 Stand Bruttowertschöpfung Erwerbstätige Quelle: Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung Quelle: VFA-Informationskampagne, VFA-Präsentation mit gesundheits- und wirtschaftspolitischen Themen, August

13 US Pharma Companies Have Clearly Increased Their Global Presence... Top10 Pharma Pharmaceutics 1 Companies 1982/1983 Sales Market Share Top10 Pharma Pharmaceutics 1 Companies 2004 Sales Market Share % % % % % % % % % % % % % % Source: Daniel Vasella, Novartis 2001; Lehman Brothers und EvaluatePharma AstraZeneca 1 in billion US$ % % % % % %

14 Auch der Sachverständigenrat im Gesundheitswesen stellt keine auffällige Ausgabenentwicklung fest Betrachtet man die Pro-Kopf-Arzneimittelausgaben oder die so genannten Arzneimittelquoten als Verhältnis aus Arzneimittelausgaben zu den gesamten Ausgaben für die Gesundheitsversorgung, so bleiben diese im internationalen Vergleich sowohl bezüglich des Niveaus als auch der Ausgabenentwicklung eher unauffällig. (Der Sachverständigenrat zur Begutachtung der Entwicklung im Gesundheitswesen in: Koordination und Qualität im Gesundheitswesen; Gutachten 2005) Quelle: VFA-Informationskampagne, VFA-Präsentation mit gesundheits- und wirtschaftspolitischen Themen, August

15 Das Ausbildungsangebot muss erhöht werden (bedarfsgerecht, gemäß den Schwerpunkten) Mangel an Hochqualifizierten Akademiker und Meister in % der Gesamtbevölkerung Jahre Jahre Jahre Jahre 2,5 2,5 2,5 2,7 2,7 ab 2010: IW-Prognose 2,9 3,3 3,4 3,2 3,2 3,7 4,3 3,3 3,4 3,8 3,6 3,4 4,3 2,5 3,0 Insgesamt 3,5 3,8 3,7 4,1 13,0 13,7 13,9 13,1 12,7 12,8 Bis 2050 wird Deutschland gut 10 Mio. Einwohner weniger haben als heute. Zugleich wird es mehr ältere Menschen geben, und die Zahl der verfügbaren gut ausgebildeten Arbeitskräfte sinkt. Quelle: OECD, Statistisches Bundesamt, Institut der deutschen Wirtschaft Köln, CHEManager 16/

16 The Profile of a Researcher - Yesterday and Today /80 Chemistry Pharmacology Clinic 1970/ ff. Chemistry Pharmacology Safety Pharmacology Rationale Drug Discovery Chemistry Combinatory Chemistry Pharmacology HTS in vitro Biotechnology the creative researcher is: curious open for new ideas/things persistent/unyielding in important issues Network Management Time&Quality Management Team Work Process Management 15

17 Die Attraktivität der Arbeitsplätze muss erhöht werden (Brain Drain stoppen - Brain Gain forcieren) Fünf Thesen: Die Universitäten brauchen Autonomie und Wettbewerb. Freiheit bei der Auswahl von Professoren und Studierenden. Subventionsabbau zugunsten von Bildung und Forschung. Deutschland muss sich zu Eliten bekennen. Attraktive Rahmenbedingungen für Spitzenkräfte. Quelle: FAZ, 15. August

18 Anzahl der Wissenschaftler je 1000 Beschäftigte Japan Finnland Schweden USA Belgien Dänemark Deutschland Frankreich Großbritannien EU-Durchschnitt Österreich Niederlande Irland Spanien Griechenland Portugal Italien 3,77 3,32 3,11 2,78 6,92 6,46 6,45 6,2 5,63 5,36 5,24 5,15 4,87 9,72 9,61 9,1 8,66 Quelle: Die Zeit, Nr. 29, 10. Juli 2003; DG Research (Stand: 1999) 17

19 Ausgaben für Hochschulforschung pro Kopf der Bevölkerung in Euro Schweden Japan Finnland USA Dänemark Niederlande Österreich Belgien Großbritannien Deutschland EU-Durchschnitt Frankreich Italien Irland Spanien Griechenland Portugal Quelle: Die Zeit, Nr. 29, 10. Juli 2003; ; DG Research (Stand: 1999) 18

20 Ausgaben für Forschung & Entwicklung in OECD Ländern (% of GDP, 2001) Sw eden Finland Japan Iceland Kore a G7 United States Sw itzerland Germ any OECD total France Denm ark Belgium Ne the rlands Canada EU-15 Austria United Kingdom Norw ay Australia Czech Republic Ieland Italy New Zealand Spain Hungary Portugal Greece Poland Slovak Republic Turkey Mexico Source: OECD in Figures Germany (2.5% of GDP for R&D): 32% financed by government 66% financed by Industry Gross spending on R&D varies widely in OECD countries, ranging from over 4% in Sweden to less than 0.5% of GDP in Mexico. Just a third of OECD countries spend over 2% of their GDP on R&D, and only four countries spent over 3%, including Japan.

21 Gekürzte staatliche Forschung 41,8% (1981) 37,5% (1985) 36,8% (1995) 34,9% (1998) 33,8% (1990) 31,5% (2001) Der Anteil des Staates an den gesamten deutschen Forschungsausgaben sinkt! Quelle: OECD; Der Spiegel 46/2003,

22 Entwicklung der staatlichen FuE-Ausgaben Entwicklung der staatlichen FuE-Ausgaben (zivil) in sechs Ländern seit 1991 (1995=100 ; in Preisen von 1995) 21 Quelle: Technologie und Qualifikation für neue Märkte, ergänzender Bericht zur technologischen Leistungsfähigkeit Deutschlands , Hrsg. BMBF

23 Grundlagen und Bedürfnisse Warum Public-Private Private-Partnership? Partnership? um gemeinsam die Möglichkeiten der Molekularen Medizin zu nutzen (Netzwerke) um wissenschaftliche Ideen in Innovation umzuwandeln (Applikationstransfer) um klinische Forschung zu unterstützen und zu ermutigen um unser medizinisches Armamentarium für die Bekämpfung und Prävention von Krankheiten zu verbreitern um Exportmöglichkeiten und Steuergelder zu generieren um interessante und aufregende Arbeitsplätze zur Verfügung zu stellen 22

24 Von Unternehmen finanzierte Forschungsaufwendungen von Hochschulen Anteil der Forschungsaufwendungen von Hochschulen, die von Unternehmen finanziert wurden, (in %) 23 Quelle: Technologie und Qualifikation für neue Märkte, ergänzender Bericht zur technologischen Leistungsfähigkeit Deutschlands , Hrsg. BMBF

25 Berlin-Brandenburg Brandenburg Zentrum für Innovationen in Prävention, Diagnostik und Therapie Hauptstadt der Lebenswissenschaften 24

26 Die Wertschöpfungskette Biomedizin Grundlagenforschung Frühe Produktentwicklung - Proof-of-concept - Technical Feasibility Produktentwicklung Produkt - Medikamente - Diagn. Verfahren -Medizintechnik - Geräte - Technologien Endverbraucher Produktanwendung Markt 25

27 Berlin-Brandenburg Brandenburg Zentrum für Innovationen in Prävention, Diagnostik und Therapie Life Science Industry 1. Pharma: Schering, Berlin Chemie, Sanofi-Aventis, Altana und mit Tochterunternehmen: BASF, Bayer, FMC, etc. 2. Biotech & Medtech KMU mehr als 300 Unternehmen 3. CRO und CMO Parexel, Siegfried Biologicals, Bavarian Nordic, ProBioGen etc. 26

28 Berlin-Brandenburg Brandenburg Zentrum für Innovationen in Prävention, Diagnostik und Therapie Berliner Stärken: Technologieorientiert und durch starke Netzwerke entwickelt Lebens-Bausteine: FUNCTIONELLE GENOM FORSCHUNG RNA- TECHNOLOGIEN PROTEIN- STRUCTURE FACTORY GLYKO- BIOTECHNOLOGIE Enabeling Technologies: BIO INFORMATIK Optische Technologien Anwendungsschwerpunkte in Ernährung, Analytik und Therapie: NUTRI- GENOMIK BIOHYBRIDE TECHNOLOGIEN REGENERATIVE MEDIZIN 27

29 Charité Vivantes Helios... Berlin: Die Wertschöpfungskette Biomedizin Grundlagenforschung Frühe Produktentwicklung - Proof-of-concept - Technical Feasibility Produktentwicklung Produkt - Medikamente - Diagn. Verfahren -Medizintechnik - Geräte - Technologien 28 Endverbraucher Produktanwendung Markt 3 Universitäten 7 außeruniv. Institute 6 industrielle Forschung ca. 170 KMU s KMU s industrielle F&E industrielle F&E (KMU s) industrielle F&E Charité Vivantes Helios...

30 Berlin-Brandenburg Brandenburg Zentrum für Innovationen in Prävention, Diagnostik und Therapie Zukunftsaufgabe: Vernetzung entlang der Wertschöpfungskette Target identification Target validation Compound engineering Pre-clinical development Clinical development Marketing and Sales Phase I Phase II Phase III BLA 29

31 Verzweigungen der Wertschöpfungskette Biomedizin Reha- bilitation Well-Being Wellness Biomedizin Ernährung Functional Food 30

32 Berlin-Brandenburg Brandenburg Zentrum für Innovationen in Prävention, Diagnostik und Therapie Ziel: Aufgaben: Stärkerer Produktfokus durch Excellenznetze von Forschung, Klinik, Pharma und Biotech Berlin kann das deutsche Zentrum der Diagnostika und pharmaentwicklung werden 31 Identifikation der für das Ziel relevanten Player und Expertisen an der Charité Strategische Festlegung der Kooperationsfelder Interaktiver Dialog aller Beteiligter (Charité meets Biotech/Pharma) Aufbereitung der regionalen Expertisen für die Ansprache Externer Planung funktionsübergreifender Projekte Konzeption gemeinsamer Systemdienstleistungen Aufbau neuer Zentren: Zentrum für molekulare Diagnostik Zentrum für Arzneimittelentwicklung Zentrum für Therapieforschung

33 Allgemeine Ansatzpunkte zur Optimierung Schulbildung Differenzierte Berufsausbildungsangebote Universitätsausbildung Post-Doc Anstellung mit Zukunftsperspektiven, Selbständigkeit Berufliche Fortbildung Kreativität jenseits Pensionierung Quelle: Efpia

34 Notwendige Veränderungen in der deutschen Wissenschaftslandschaft Wissenschaftstarif und leistungsorientierte Bezahlung. Mehr Befristungen der akademischen Stellen, allerdings mit tenure-track. Höhere Durchlässigkeit zwischen den Säulen der Wissenschaft einerseits und der Wirtschaft andererseits. Generell höhere Autonomie der Hochschulen und Einrichtung von Globalhaushalten mit längerfristiger Geltungsdauer. 33

35 Clusterbildung 1) Schwerpunkte und Exzellenzzentren definieren, aufbauen und vernetzen 2) Fokussierung auf den Aufbau regionaler Wertschöpfungsketten 3) Bildung von Clustern, die vertikal und horizontal vernetzt sind 34

36 Europäische und deutsche Cluster-Bildung Bundesweite Verteilung der deutschen Core-Biotech-Unternehmen Quelle: Ernst & Young, 2003 F&E-Standorte der Top 30 pharmazeutischen Unternehmen gemessen am Umsatz 2000 Quelle: BCG-Studie Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands als Standort für Arzneimittelforschung und -entwicklung, Nov ; VFA 35